专题三 电阻应变式传感器和热电阻传感器（教案）-山东省职教高考《传感器及应用》（高教版）专题复习讲练测

专题三.电阻应变式传感器和热电阻传感器（讲义）-《传感器及应用》（高教版）专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解应变效应及其原理。 2.识别应变片的种类、结构与粘贴方法。 3.掌握测量转换电路原理与设计。 4.理解温度补偿原理及应用。 5.掌握电阻应变式传感器和热电阻传感器的应用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1.电阻应变式传感器：是一种电阻传感器，它主要由弹性敏感元件或试件、电阻应变片和测量转换电路组成。利用电阻应变式传感器可以测量力、位移、形变、加速度等参数。 2.应变效应：导体或半导体材料在外界力作用下产生机械变形，其电阻值发生变化的现象称为应变效应。 3.应变片的结构类型：应变片可分为金属应变片和半导体应变片。前者可分为金属丝式、箔式、薄膜式三种。 4.应变片的粘贴：应变片是通过粘合剂粘贴到试件上的，粘合剂的种类很多，选用时要根据基片材料、工作温度、潮湿程度、稳定性、粘贴时间，是否加温加压等多种因素合理选择粘合剂。 5.测量转换电路：常规应变片的电阻变化范围很小，因而测量转换电路应当能精确地测量出这些小的电阻变化。在应变式传感器中，最常用的是桥式电路，按电源性质不同可有交流电桥、直流电桥两类;按桥臂工作数量可分为单臂工作桥、半桥和全桥。 6.温度补偿：在实际应用中，除了应变能导致应变片电阻变化外，温度变化也会导致应变片电阻变化，它将给测量带来误差，因此有必要对桥路进行温度补偿。 7.电阻应变式传感器的应用：电阻应变式传感器中的各种弹性元件一般为弹性敏感元件，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为电桥电路。电阻应变式传感器通常可用来测量应变以外的物理量，例如力、扭矩、加速度和压力等。把应变片粘贴到弹性敏感元件上，使弹性敏感元件的应变与被测量成比例关系。 8.热电阻：主要是利用电阻随温度变化而变化这一特性来测量温度的。 9.热敏电阻：是近年来出现的一种新型半导体测温元件。一般按温度系数可分为负温度系数热敏电阻(NTC)、正温度系数热敏电阻(PTC)和临界温度系数热敏电阻(CTR)。 10.热敏电阻除按温度系数区分外，还有以下三种分类方法:按结构形式可分为体型、薄膜型、厚膜型三种;按工作方式可分为直热式、旁热式、延迟电路三种;按工作温度区可分为常温区(-60℃~200℃)、高温区(>200℃)、低温区热敏电阻。热敏电阻可根据使用要求封装加工成各种形状，如珠状、片状、杆状、锥状、针状等的探头。 11.热电阻传感器的应用：金属热电阻传感器和半导体热电阻传感器。 [真题练讲] 1. (2019年•山东省统一考试) 应变效应的基本原理是： A) 受力物体形变引起电阻值变化 B) 电阻值与温度变化成正比 C) 光照强度影响电路的电阻 D) 电磁场对电路的影响 答案：A) 受力物体形变引起电阻值变化 解析：应变效应指受力物体形变引起电阻值变化，这是电阻应变式传感器工作的基本原理。 2. (2020年•山东省统一考试) 下列哪种不是应变片的种类？ A) 片式应变片 B) 箔式应变片 C) 贴式应变片 D) 悬臂应变片 答案：C) 贴式应变片 解析：贴式应变片并不是常见的应变片类型，常见的是片式、箔式和悬臂式应变片。 3. (2018年•山东省统一考试) 下列哪项不是测量转换电路的原理与设计考虑的内容？ A) 电桥电路的选择 B) 信号放大和滤波技术 C) 控制传感器的温度 D) 输出信号的放大 答案：C) 控制传感器的温度 解析：测量转换电路主要考虑选择适当的电桥电路、信号放大和滤波技术以及输出信号的处理。 4. (2019年•湖北省统一考试) 温度补偿的主要目的是： A) 提高传感器的精度 B) 减少传感器的灵敏度 C) 增加传感器的误差 D) 降低传感器的稳定性 答案：A) 提高传感器的精度 解析：温度补偿的目的是通过对传感器的温度影响进行修正，以提高传感器在不同温度条件下的测量精度。 5. (2017年•山东省统一考试) 以下哪个不是电阻应变式传感器的应用场景？ A) 结构健康监测 B) 汽车工业 C) 化学实验室 D) 航空航天领域 答案：C) 化学实验室 解析：电阻应变式传感器常用于结构健康监测、汽车工业和航空航天领域，而在化学实验室中通常使用其他类型的传感器。 [限时练讲] 1.热电阻的特点是： A) 随温度升高电阻增加 B) 温度升高时电阻不变 C) 温度降低时电阻减小 D) 与温度无关 答案：A) 随温度升高电阻增加 解析：热电阻的电阻值随温度的升高而增加，这是其特点之一。 2.下列哪项不是热电阻传感器的应用领域？ A) 温度控制 B) 空调系统 C) 重力测量 D) 医疗设备 答案：C) 重力测量 解析：热电阻传感器主要用于温度控制、空调系统和医疗设备等领域，而不是用于重力测量。 3.当应变片粘贴不良